5.2染色体变异课件-2024-2025学年高一下学期生物人教版必修2

第2节 染色体变异 学习目标： 1、举例说出染色体结构变异的基本类型 2、通过对果蝇体细胞染色体图解的分析，说出染色体组的概念，总结染色体组数的判断规律 马铃薯和香蕉的染色体数目表 生物种类 体细胞染色体数/条 体细胞非同源染色体/套 配子染色体数/条 马铃薯 野生祖先种 24 2 栽培品种 48 4 香蕉 野生祖先种 22 2 栽培品种 33 3 染色体变异 染色体变异 染色体变异 生物体的体细胞或生殖细胞内染色体数目或结构的变化，称为染色体变异。 类型 1.染色体数目变异 2.染色体结构变异 可用光学显微镜观察到 1 类型 缺失 1 思考：在显微镜下如何判断？ a b c d a b d 染色体的某一片段缺失而引起变异。 结果：基因数目减少 实例：果蝇缺刻翅的形成 看联会形态 图示： 联会形态： 染色体结构变异 一 1 类型 缺失 1 结果：基因数目增加 实例：果蝇棒状眼的形成 图示： 联会形态： b a c d e a b d e a b c d d e 重复 2 染色体中增加某一片段引起变异。 区分：基因突变中的“增添”、“缺失” 指基因内部碱基对的变化。 产生新基因，但基因数目和排列顺序均未发生变化；光学显微镜下无法检测到。 染色体结构变异 一 染色体结构变异 一 1 类型 缺失 1 结果：基因排列顺序变化 实例：果蝇花斑眼的形成 图示： 联会形态： 重复 2 染色体的某一片段移接到另一条非同源染色体上引起变异。 区分：交叉互换 发生在同源染色体的非姐妹染色单体之间，不改变染色体上基因的数目和排列顺序。 易位 3 染色体结构变异 一 1 类型 缺失 1 结果：基因排列顺序变化 实例：果蝇卷翅的形成 图示： 联会形态： 重复 2 染色体的某一片段颠倒引起变异。 易位 3 a b c d e a b c d e 倒位 4 染色体结构变异 一 1 类型 缺失 1 重复 2 易位 3 倒位 4 2 原因 3 结果 4 时期 5 范围 使排列在染色体上的基因数目或排列顺序发生改变，导致性状的变异。 染色体发生断裂，断裂端异常愈合与重接 内因：生物体内代谢过程的失调、衰老等 外因：各种射线、化学药剂、温度剧变等 最可能发生在间期DNA复制时（染色质形态结构不稳定） 真核生物细胞核 e A．甲、乙、丁 B．乙、丙、丁 C．乙、丁 D．甲、丙 在细胞分裂过程中出现了甲、乙、丙、丁4种变异，字母代表基因，属于染色体结构变异的是(　 ) C 唐氏综合征患者的染色体组成（男） （21三体综合征） 人类正常的染色体组成（男） ☆细胞内个别染色体的增加 染色体数目变异 二 1 类型 个别变异 1 细胞内个别染色体的增加或减少 实例2：21三体综合征 特征：智力低下，发育缓慢，常表现特殊面容--外眼角上斜，口常半张，舌常伸出口外。多伴有先天性心脏病。 先天愚型 形成原因：①同源染色体未分离 ②姐妹染色单体分离后移向细胞的同一极 ☆细胞内个别染色体的增加或减少 XO综合征患者的染色体组成（女） 人类正常的染色体组成（女） 染色体数目变异 二 1 类型 个别变异 1 正常 果蝇体细胞正常染色体 增多 减少 细胞内个别染色体的增加或减少 实例1：特纳氏综合征 44+X 特征：外观表现为女性，但性腺发育不良，没有生育能力。身高、体重落后，手、足背明显浮肿，颈侧皮肤松弛。 课本P87图5-5 野生马铃薯的染色体组成 每套非同源染色体称为一个染色体组 ☆细胞内染色体数目以一套完整的非同源染色体为基数成倍地增加或成套地减少 野生马铃薯配子（精子或卵细胞）中有几条染色体？ 这些染色体之间是什么关系？ 12 非同源染色体 1、雄果蝇体细胞有几条染色体？几对同源染色体? 8条 2、Ⅱ号和Ⅱ号染色体是什么关系?Ⅲ号和Ⅳ号呢? 同源染色体 非同源染色体 4对 3、雄果蝇产生的精子中有几条染色体？ 4、这些染色体形态和功能是否相同？ 5、这些染色体之间是什么关系？ Ⅳ Ⅱ Ⅲ Ⅱ Ⅲ X Y Ⅲ Y Ⅱ Ⅱ Ⅲ X Ⅳ Ⅳ 减数分裂 非同源染色体 各不相同 4条 果蝇的体细胞中哪些染色体可以组成一个染色体组？ Ⅱ Ⅹ Ⅲ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅳ Y ♂ Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、X 或Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Y 2个染色体组 每套非同源染色体称为一个染色体组 区别：基因组 是指生物体所有遗传物质的总和 果蝇的基因组是 Ⅲ Y Ⅱ Ⅱ Ⅲ X Ⅳ 6、果蝇精子中的染色体就是一个染色体组，请试着说出一个染色体组应具备哪些条件？ 都是非同源染色体 形态和功能各不相同 7、上面左图和右图是否都是一个染色体组？ 共同控制生物的生长、发育、遗传和变异。 Ⅳ 染色体组的特点： ①从染色体来源上看：一个染色体组不含有同源染色体 ②从形态大小上看：一个染色体组的所有染色体的形态大小各不相同 ③从功能上看：一个染色体组中的所有染色体的功能各不相同；一个染色体组携带着控制生物生长发育遗传变异的全部遗传信息 ④从物种类型上看：每种生物一个染色体组内的染色体数目大小形态基本都是一定的，不同种生物一个染色体组内的染色体数目大小形态一般都是不同的 找出以上三个细胞的一个染色体组,摆放在桌面上,数一数：每个细胞各有多少个染色体组？ 每个染色体组各有几条染色体？ ① ② ③ 小组活动 2、2 3、2 4、2 染色体组数＝同一形态染色体的条数 每组染色体数＝染色体的形态数 辨别染色体组 请说出下列每个细胞中含几个染色体组？ 2个 2个 3个 1个 请根据下列基因型所代表的个体中含几个染色体组？ YyRr AABbDD Aaa ABCD 2个 2个 3个 1个 2个 2个 3个 1个 YyRr AABbDD Aaa ABCD 2个 2个 3个 1个 辨别染色体组技巧 1、细胞内形态相同的染色体有几条，则含有几个染色体组。 2、在细胞或生物体的基因型中，控制同一性状的基因有几个，就是几个染色体组。 下列各图中的染色体组数分别是几个？ 2个 1个 2个 2个 4个 1、如图所示的细胞中含有几个染色体组？ A．1 B．2 C．3 D．4 D 巩固提升 染色体组数＝同一形态染色体的条数 2、韭菜的体细胞中含有32条染色体，这32条染色体有8种形态结构，韭菜体细胞中含有几个染色体组： A．2 B．4 C．6 D．8 巩固提升 B 染色体组数＝ 3、某生物基因型为AAAaaBBbbbCCCCc,不同的基因分别位于不同的染色体上，那么它有多少个染色体组？ A、2 B、3 C、4 D、5 D 染色体组数＝控制同一性状的基因的个数 二倍体：体细胞中含有两个染色体组的个体。 多倍体：体细胞中含有三个或三个以上染色体组的个体。 野生马铃薯染色体组成 栽培马铃薯染色体组成 2个染色体组 四倍体 4个染色体组 可记作2n（n表示一个染色体组所包含的染色体数目） 二倍体： 自然界中，几乎全部动物和过半数的高等植物都是二倍体 2n=24 4n=48 2n=22 3n=33 二倍体 四倍体 二倍体 三倍体 性状 表现 植株弱小，一般高度不育 茎秆粗壮，叶片、果实、种子较大，营养丰富，但发育迟缓，结实率低 正常（作为参照物） 与本物种正常配子染色体组数相同 三个或三个以上 两个 体细胞染色体组的数目 单倍体 多倍体 二倍体 发育起点 受精卵 受精卵 配子 举例 阅读P87-88,完成以下表格 多倍体： 体细胞中含有三个或三个以上染色体组的个体 多倍体形成原因： 如果减数分裂异常，形成含有两个染色体组的配子，则这种异常的配子参与受精后，形成的个体会是几倍体？请同学们模拟出 野生二倍体马铃薯是如何形成四倍体马铃薯的？ 野生二倍体香蕉是如何形成三倍体香蕉的？ 并尝试用流程图表示出。 染色体变异可发生在生殖细胞中，也可发生在体细胞中 多倍体： 体细胞中含有三个或三个以上染色体组的个体 多倍体形成原因： 发育的起点是受精卵 1、减数分裂过程出错，使配子中的染色体组数目倍增，这样异常的配子参与受精后，发育成多倍体。 思考：染色体变异如果发生在体细胞中。则多倍体是怎么形成 的？根据已学的细胞分裂的知识进行推测。 模拟出二倍体的体细胞发生怎样的变异进而形成四倍体？并作出说明。 正常有丝分裂 胚或幼苗 （2n=4） 染色体 复制 染色体 未分离 异常的有丝分裂 （4n=8） 四倍体 植株（4n） 正常有丝分裂 低温或秋水仙素 抑制纺锤体的形成 多倍体形成原因： 2、体细胞在有丝分裂时，纺锤体的形成受到抑制，染色体只复制未分离，使体细胞中染色体组数目倍增。 1、减数分裂过程出错，使配子中的染色体组数目倍增，这样异常的配子参与受精后，发育成多倍体。 思考：减数分裂中染色体数目不减半的原因是什么？ 实验：低温诱导植物染色体数目的变化 1.实验原理： 低温抑制纺锤体的形成（作用机理同秋水仙素） 3.方法步骤： 洋葱根尖培养→低温诱导→固定→制作装片（解离→漂洗→染色→制片）→观察 2.试剂及用途 （1）卡诺氏液： （2）甲紫溶液： 固定细胞形态 使染色体着色 卡诺氏液 甲紫溶液 低温诱导植物细胞染色体数目的变化 根尖的培养及诱导 将蒜/洋葱在冰箱冷藏室内（4℃）放置一周。 ①培养方法：将蒜/洋葱放在装满清水的容器上方，让它的底部接触水面，于室温（约25℃）培养。 ②培养时间：待蒜/洋葱长出约1cm长的不定根时。 ③诱导方法：将整个装置放入冰箱冷藏室内，诱导培养48~72h。 低温诱导植物细胞染色体数目的变化 取材、固定及冲洗 ①取材：剪取诱导处理的根尖0.5~1cm。 ②固定：放入卡诺氏液中浸泡0.5~1h。 （卡诺氏液：固定细胞的形态） ③冲洗：用体积分数为95%的酒精冲洗2次。 低温诱导植物细胞染色体数目的变化 制作装片（同有丝分裂实验） ①解离：盐酸和酒精混合液（1：1混合），目的是使组织中的细胞相互分离开来。 ②漂洗：清水漂洗，目的是洗去药液，防止解离过度。 ③染色：用甲紫（龙胆紫）或醋酸洋红溶液对染色体染色。 ④制片：放在载玻片上，加清水并用镊子把根尖弄碎，盖上盖玻片，用拇指轻轻地按压盖玻片完成制片。 ☆应用：多倍体育种 与二倍体植株相比，多倍体植株的茎秆粗壮，叶片、果实和种子都比较大，糖类和蛋白质等营养物质的含量都有所增加。 四倍体马铃薯 二倍体马铃薯（多种类型） 为什么马铃薯栽培品种采用四倍体的马铃薯，而不是野生马铃薯？ 结合无子西瓜的培育过程（书P91）分析问题： 1、一定浓度的秋水仙素使染色体数目加倍的机理是怎样？ 3、获得的四倍体植株为何要与二倍体杂交？ 4、三倍体植株为何可结出无子西瓜？ 2、为什么秋水仙素溶液是滴在二倍体西瓜幼苗的芽尖？ 三倍体植株 结合无子西瓜的培育过程（书P91）分析问题： 1、一定浓度的秋水仙素使染色体数目加倍的机理是怎样？ 2、为什么秋水仙素溶液是滴在二倍体西瓜幼苗的芽尖？ 一定浓度的秋水仙素处理可以抑制细胞有丝分裂时纺锤体的形成，导致细胞内染色体数目加倍，从而得到四倍体植株。 幼苗的芽尖是有丝分裂旺盛的部位 三倍体植株 结合无子西瓜的培育过程（书P91）分析问题： 3、获得的四倍体植株为何要与二倍体杂交？联系第1问，你能说出产生多倍体的基本途径吗？ 四倍体植株与二倍体植株进行杂交，可获得三倍体植株。 最常用且最有效的方法： 用秋水仙素处理幼苗或萌发的种子 三倍体植株 结合无子西瓜的培育过程（书P91）分析问题： 4、三倍体植株为何可结出无子西瓜？ 三倍体植株在减数分裂时联会发生紊乱，无法产生正常的配子，从而无法产生种子； 二倍体的花粉可刺激子房壁发育成果实。从而形成无子果实。 三倍体植株 多倍体育种的小结： 1、多倍体育种所依据的原理是什么？ 染色体数目变异 第1次传粉的目的是得到三倍体种子； 第2次传粉是为了刺激子房壁发育成果实。从而形成无子果实 2、图中有两次传粉过程，它们的目的分别是什么？ 三倍体植株 思考：为什么而三倍体香蕉没有种子呢？请你从配子产生的角度进行解释？ 三倍体的原始生殖细胞在减数分裂时联会发生紊乱，无法产生正常的配子，从而无法产生种子； 三倍体无子香蕉无种子，则它是如何进行繁殖的？ 无性繁殖 尝试解释现象： 帕米尔高原海拔4000——7700米，属高寒气候，多倍体植物的比例高达65% 低温抑制细胞分裂中纺锤体的形成，使染色体数目加倍 四、课堂小结 结构变异 ：缺失 、重复、易位、倒位 个别增减 （例：21三体综合征） 染色体组 概念：含个体发育全部基因的一组非同源染色体 二倍体：由受精卵发育来，含两个染色体组的个体 概念：由受精卵发育，含三个以上染色体组 特点：器官较大、营养丰富，但发育延迟，结实率低 应用：多倍体育种（例：无籽西瓜、香蕉、小麦） 成因：低温诱导或秋水仙素使染色体加倍 概念：配子（生殖细胞）直接发育来的个体 成因：未经受精的配子直接发育而成 应用：单倍体育种 特点：植株一般长得弱小、高度不育 Multimedia Cloud Transcode (cloud.baidu.com) Content Adaptive Encoding 3.0 $$